数字通信系统总结性复习

数字通信系统总结性复习
通信系统分为基带和频带传输两类。

数字基带通信系统模型
高速数字通信系统模型
一、A/D转换：
作用：完成模拟信号到数字信号的转换；
过程：采样、量化、编码
方法：PCM脉冲编码、增量调制（△M）、差分脉冲编码调制（DPCM）、自适应差分脉冲编码调制ADPCM
1、A律13折线（PCM脉冲编码）：采用8bit量化，1bit极性码，3bit段落码，4bit段内
码，具体例子见习题答案。

2、增量调制（△M）：对前后样值的变化进行编码：增大编为1，减小编为0，只用一位
编码。

a)避免过载的方法：一是增大Δ，二是减小Δt；
b)增量调制一般采用的数据率为32Kbps或16Kbps；
3、PCM与△M的比较：
a)在比特率较低（低于40Kbps）时，增量调制的量化信噪比高于PCM，话音质量
比PCM的好，增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10-2～10-3的信道，
而PCM要求10-4～10-6
b)增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作为编译码器，结构和设备较PCM简
单。

4、差分脉冲编码调制（DPCM）：对信号的抽样值与信号的预测值的差值进行量化、编码，
其编码可采用N位二进制码。

5、自适应差分脉冲编码调制ADPCM：与DPCM相比，自适应的量化取代固定量化
二、信源编码：
作用：产生适合于信道传输的信号，提高系统有效性；
信源分类：语音信号和图像信号
语音压缩编码：
1、基本的语音编码方法：波形编码、参量编码和混合编码
2、应用举例：移动通信中多采用混合编码方式，如飞利浦的AMR-WB宽带自适应多速率语音
编码方法：语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz抽样，6.6 Kbps~23.85 Kbps，应用领域：GSM、3G及其他
图像编码：
1、图像可压缩的原因:(1) 图像信号中存在着大量的冗余度;(2)人眼的视觉特性，对高频信
息的感受度低.
2、基本的图像压缩编码方法：
i.JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）:静止图像编码标准
ii.MPEG（Moving Picture Experts Group，活动图像专家组）-1：存储介质图像编码标准
iii.MPEG-2：一般视频编码标准
iv.MPEG-4：多媒体通信编码标准
v.H.261（ITU-T 制定）:会议电视图像编码标准
vi.H.263：极低码速率的编码标准
3、H.261与MPEG-1比较：H.261编码后的数据流速率更低，总体上图象质量略逊于MPEG-1，它适合在网或网上传输运动的图象
三、码型编码：
目的：选择适合于信道传输特性的码型。

基本的常用码型及特点：
NRZ码：无定时
归零码：可提供定时信息
双极性码：减少直流分量，判决电平为“0”
HDB3码：用在复接设备中，如PCM30/32一、二、三次群中
编码步骤：
1）1→+B、-B
2) 经过奇数个B的0000 →000V，经过偶数个B的0000 →B00V，
V与前面的B极性一致
差分编码：用在DPSK调制中，传号差分码规则：“1”变，“0”不变具体编码实例见书p87，说明其中的差分编码参考码为“1”
四、信道编码：
作用：纠检错，提高可靠性
基本分类：ARQ（检错重传）、FEC（前向检错）、HEC（混合差错控制）
常见编码方法：奇偶编码、CRC循环冗余校验，具体见作业。

CRC循环冗余编码步骤：
1）生成码：由生成多项式得生成码
2）监督码：信息码补r个0对生成码求r位余数（不足r位，前面补0，r=n-k）
3）循环码：信息码+监督码
五、其他
眼图的特点：评价系统性能的基本方法，噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。

加密：
1.作用：加密；去除长的连零，有利于提取定时
2.基本方法：用移位寄存器的产生的m序列与信息序列模2加。

具体见作业。

交织：
1、作用：与信道编码结合，检查或纠正突发性错误
2、基本思想：分散集中型错误，使其在检错或纠错范围内
六、复用、多址与复接：
复用目的：实现信道共享，提高信道的利用率；
多址目的：实现信道共享，区分终端（如地球站、基站或手机）
基本方法及应用
FDM：GSM系统200kHz/频带
TDM：PDH的PCM30/32路一次群
TDMA：GSM系统8时隙/载频
CDMA：3G（第三代移动通信）中区分小区和移动台
复接：在多路复用的基础上在时域上进一步“复用” 。

复接存在的原因：电子元器件精度限制
PDH系统：正码速按位准同步复接
SDH系统：按字节的同步复接
七、调制：
实质：实现频谱搬移
目的：改善系统性能，可以实现频分复用
基本的调制方式：ASK、FSK、PSK、DPSK
(G)MSK：最小移频键控，用在GSM系统中
QPSK、QAM：用在3G移动通信系统中
八、同步：收发双方在时间上步调一致
同步获取的基本方法：自同步（滤波法）和外同步（插入法）
位同步：
NRZ获得同步的方法：编成RZ码，在0频处插入同步信号，或采用滤波法
滤波法的基本思想：大量信息工程系中总存在着“0”“1”的交替变化，此部分即为高频分量，将其滤出，既为位同步。

帧同步：一般采用集中插入的方法，如PCM30/32次群采用“集中插入”（TS0=“0011011”）载波同步：相干解调中需要载波同步，
基本方法：平方变换法、平方环、科斯塔斯环
在“平方变换法”得到的PSK载波，因为存在2分频所以存在倒Π现象；
科斯塔斯环法：不存在倍频，直接得到载波，适于应用在高频电路中网同步：数字通信系统中，为保证通信网中任意各站能够进行通信，需要有统一的时钟我国SDH系统采用“分区等级主从同步”，PDH采用准同步方法。

英文缩写：
ASK、FSK PSK DPSK QPSK QAM GMSK
A/D PCM △M DPCM ADPCM
FDM FDMA TDM TDMA CDM CDMA FDD
SDH STM-N PDH
ARQ、FEC、HEC
利用以上知识点理解下列系统参数
双工方式：
上下行频率间隔： 工作带宽:
复用方式：频道间隔 多址方式：
双工方式：
理解GSM 手机语音信号的发送过程
935.1KH Z 935.3KH Z 935.5KH Z。